一种改进的光伏发电系统MPPT控制方法.pdf

《一种改进的光伏发电系统MPPT控制方法.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2012年3月西安石油大学学报(自然科学版)Mat．2012第27卷第2期JournalofXianShiyouUniversity(NaturalScienceEdition)Vo1．27No．2文章编号：1673-064X(2012)02-0089-04一种改进的光伏发电系统MPPT控制方法王志敏，张建军，郭燕琼(西安石油大学电子工程学院，陕西西安710065)摘要：目前光伏系统最大功率点跟踪(MPPT)控制方法很多，介绍了3种常用的MPPT控制方法：固定电压法、扰动观察法和电导增量法，并通过仿真比较了其启动时间、动态响应速度和稳态精度，在此基础上提出了一种改进的MPP

2、T控制方法——固定电压结合扰动观察法．仿真结果表明，该方法响应速度快，稳态精度高．关键词：光伏系统；最大功率点跟踪；固定电压结合扰动观察法中图分类号：TN86文献标识码：A由于太阳电池输出功率随着光照强度和环境温度的变化具有强烈的非线性，为了提高光伏发电效率，必须实时保证太阳电池工作在最大功率点，即在太阳电池工作过程中应实施最大功率点跟踪(Maxi．mumPowerPointTracking，MPPT)E1-21．目前，最大功率点跟踪方法很多，应用较普遍的有固定电压法、扰动观察法、电导增量法．它们拥有图1太阳电池等效电路Fig．1Equivalentcircuitofsol

3、arcell各自的优缺点：固定电压法跟踪速度快，但精度低；对应的，一函数如下：扰动观察法扰动步长不能兼顾动态响应速度和稳态f=，ph一，d一，Bh=，ph一，0(e‘鹏s’／A一1)一精度；电导增量法稳态精度高，但控制算法相对复IR+U杂，检测精度要求较高_3引．’()分析比较上述3种方法，提出了一种改进方法，式中：，口为光生电流；，0为二极管反向饱和电流；R即固定电压结合扰动观察法．该方法利用固定电压为太阳电池并联电阻；R为太阳电池串联电阻；q为法跟踪的快速性，使太阳电池迅速工作于最大功率电子电荷；为波尔兹曼常数；T为绝对温度；为二点附近，然后采用小步长扰动观察法精确地跟

4、踪到极管系数；U为太阳电池输出电压；，为太阳电池输最大功率点．出电流．设参考条件下太阳辐射强度R为1kW／m、1太阳电池太阳电池温度为25℃，。为太阳电池短路电流，。为太阳电池开路电压，，为最大功率点电流，1．1太阳电池仿真模型为最大功率点电压．根据电子学理论，当负载为纯电阻时，太阳电池由式(1)化简太阳电池的，一方程的实际等效电路如图1所示．，：Is。[1一C(e玩一1)】．(2)收稿日期：2011-09-26作者简介：王志敏(1985-)，女，主要从事太阳能发电装置研究．E-mail：chqkjwang@126．com一9O一西安石油大学学报(自然科学版)其中：输出功率

5、减小；光强恒定时，随着温度升高输出功率减小．由此可以看出，光照和温度影响太阳电池的输C=(1一，m／，s)e—C2O-o~；(3)出特性，且在某一特定光照和温度下，存在惟一最大C2=(U／U。一1)／In(1一Im／I。)．(4)功率输出点．当太阳辐射、温度变化时，⋯c(e一1·㈥2光伏系统MPPT控制方法及其其中：仿真DI⋯+(一)。；㈤2．1固定电压法图2表明，当温度一定时，光伏系统P—U曲线Du=一卢·DT—R·DI；(7)上的最大功率点电压几乎为一定值，如果将输出电DT=To—ef；(8)压控制在此值，则太阳电池近似工作在最大功率点Ol为参考太阳辐射强度下的电流变化

6、温度系数处．其仿真图形如图4所示：(A／~C)；为参考太阳辐射强度下的电压变化温度系数(U／T：)．根据厂家提供的，—m、，，利用式(3)、(4、)(6)、(7)计算出c。、c：、DD，最后代入式(5)，即可得到太阳电池的特性方程．由此搭建太阳电池仿真模型驯．1．2太阳电池外特性图2、图3给出了当太阳辐射强度和太阳电池温度变化时太阳电池输出功率特性曲线．图4固定电压法买现MPrFig．4ImplimentationofMPPTusingconstantvoltagealgorithm该方法控制简单，容易实现．由仿真波形可以看出，其启动特性很好，启动时间为0．02S，光照突变

7、后可以快速跟踪到最大功率点，但是精度比较低，只适用于小功率场合．2．2扰动观察法扰动观察法的原理是先扰动输出电压值，并根据公式P=U／计算出扰动前后太阳电池的输出功图2太阳电池功率随光强变化的P一【，曲线(25~C)Fig．2P—Ucurvesofsolarcellunderdiferent率，然后进行比较，若扰动后输出功率增加，则下一lightintensity(25℃)次向相同的方向继续扰动；反之，则向相反的方向扰动．其仿真图形如图5所示．图3太阳电池随温度变化的P—U曲线(1kW／m2)Fig．3P—Ucur